WO2015098854A1 - 光学装置の製造方法 - Google Patents

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WO2015098854A1
WO2015098854A1 PCT/JP2014/083933 JP2014083933W WO2015098854A1 WO 2015098854 A1 WO2015098854 A1 WO 2015098854A1 JP 2014083933 W JP2014083933 W JP 2014083933W WO 2015098854 A1 WO2015098854 A1 WO 2015098854A1
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optical
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component
groove
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松本　亮吉
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株式会社フジクラ
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    • G02B6/3692—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers characterised by the manufacturing process of surface profiling of the supporting carrier with surface micromachining involving etching, e.g. wet or dry etching steps

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing an optical device capable of manufacturing an optical device capable of suppressing light loss.
  • an optical component such as an optical waveguide or an optical element is installed on a substrate, and the optical component and the optical fiber are optically connected, and light enters the optical component from the optical fiber, or
  • An optical device that emits light from the optical component via an optical fiber is known.
  • Patent Document 1 describes such an optical device.
  • a V-groove is formed in a Si substrate on which an optical waveguide as an optical component is formed, an optical fiber is installed in the V-groove, and the optical fiber core and the optical waveguide are optically coupled. It is produced by combining them.
  • the position of the optical fiber is determined by a V-groove formed on the substrate. If a portion of the optical component on the substrate that is to be optically connected to the optical fiber (for example, the incident end of the optical waveguide) is shifted from the core of the optical fiber, light loss occurs. Therefore, it is important to form the V groove at an accurate position and depth.
  • This V groove is generally formed by etching or the like.
  • an object of the present invention is to provide an optical device manufacturing method capable of easily manufacturing an optical device capable of suppressing light loss.
  • an optical device manufacturing method uses a thin film process to install an optical component having an end portion to be optically connected to an optical fiber on one surface of a component installation substrate.
  • An optical component mounting step, a V-groove is formed on one surface side of the optical fiber fixing substrate, the optical fiber fixing step of fixing the optical fiber in the V-groove, and a component installation in which the optical component is provided
  • the substrate on which the optical fiber is fixed and the substrate on which the optical component is installed are different substrates.
  • the optical component is installed through a thin film process.
  • the formation of the V groove on the optical fiber fixing substrate is not affected. . Therefore, the V-groove of the optical fiber fixing substrate can be formed at an accurate position and depth.
  • the surface of the component installation board is rough after installation of the optical component, only the physical properties of the surface change, and the influence of the rough surface on the thickness of the component installation board.
  • the V-groove is accurately formed in the optical fiber fixing substrate, and the optical fiber fixing substrate on which the optical fiber is fixed is brought into contact with the component mounting substrate on which the optical component is installed. It can suppress that a part and the edge part of an optical fiber shift
  • the thickness or etching of the thin film By forming the V-groove in consideration of the thickness, it is possible to prevent the end of the optical component and the end of the optical fiber from shifting in a direction perpendicular to the contact surface.
  • the surface on the side where the optical component is provided of the component installation substrate provided with the optical component is directly exposed to the component installation substrate after the optical component is installed and before the optical component is installed. It refers to a surface or a surface in which a thin film is laminated or etched after an optical component is installed.
  • the component installation substrate includes the optical fiber installation substrate in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber in a direction parallel to a contact surface between the optical fiber fixing substrate and the component installation substrate. It is preferable that a guide for regulating the movement is formed.
  • Alignment in the direction perpendicular to the contact surface is performed by the contact between the component installation substrate and the optical fiber fixing substrate.
  • the direction perpendicular to the contact surface is also a direction perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber.
  • the movement of the optical fiber installation substrate in the direction parallel to the contact surface in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber is further restricted by the guide. Therefore, alignment in two directions perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber can be performed.
  • the alignment in the two directions is required to be performed with stricter accuracy than the alignment along the longitudinal direction of the optical fiber.
  • the guide makes the movement of the optical fiber installation substrate along the longitudinal direction of the optical fiber unregulated.
  • the optical fiber fixing substrate is adjusted along the longitudinal direction of the optical fiber in accordance with the longitudinal position of the end portion of the optical fiber fixed to the optical fiber fixing substrate. Alignment can be performed.
  • the guide is preferably formed in the process of providing the optical component.
  • the step of providing a separate guide can be omitted.
  • the controllability of the position where the thin film is formed is very excellent. Therefore, if the guide is formed of the thin film, the guide can be formed at a more accurate position, and an optical device that can further suppress light loss can be manufactured.
  • an alignment mark is provided on the component installation substrate, and a relative positional relationship between the component installation substrate and the optical fiber fixing substrate is determined based on the alignment mark.
  • the alignment mark Based on the alignment mark, it is possible to accurately set the relative position in the direction parallel to the contact surface between the component mounting substrate and the optical fiber fixing substrate. Therefore, the position of the optical fiber fixing substrate relative to the component mounting substrate can be determined more easily.
  • both the end of the optical component and the end of the optical fiber are visible, and after the abutting step, the end of the optical component and the end of the optical fiber are connected.
  • An alignment process is further provided which visually recognizes and adjusts a relative position in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber in a direction parallel to the contact surface between the component setting substrate and the optical fiber fixing substrate. It is preferable.
  • the respective positions can be adjusted accurately.
  • the fact that the end of the optical component or the end of the optical fiber is visible includes the case where the end of the optical component or the end of the optical fiber is photographed with a camera or the like and visually confirmed via a monitor.
  • the wavelength of light that visually recognizes the end of the optical component and the end of the optical fiber includes not only the wavelength of visible light but also the wavelength of invisible light such as infrared light.
  • the optical fiber may be fixed in a state where the end of the optical fiber protrudes from the optical fiber fixing substrate. By directly viewing the end of the optical fiber, the position adjustment process can be performed more easily.
  • the optical fiber fixing substrate may be light transmissive, and the end portion of the optical fiber may be visually recognized through the optical fiber fixing substrate.
  • the optical fiber fixing substrate By visually recognizing the optical fiber through the optical fiber fixing substrate, alignment can be performed without the end portion of the optical fiber protruding from the optical fiber fixing substrate. That is, the optical fiber can be fixed so that the end portion of the optical fiber is positioned inside the edge of the optical fiber fixing substrate. Thereby, in each process, possibility that the edge part of an optical fiber will hit other parts and may be damaged can be made low.
  • the optical fiber fixing substrate is made of Si
  • the optical fiber fixing substrate since the optical fiber fixing substrate transmits infrared light, the end of the optical fiber may be visually recognized using infrared light.
  • the end of the optical component is in a visible state
  • the optical fiber fixing substrate is light transmissive
  • the end of the optical component and the V groove An alignment step of visually recognizing a center line and adjusting a relative position in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber and parallel to a contact surface between the component setting substrate and the optical fiber fixing substrate; It is good also to prepare.
  • the axis of the optical fiber arranged in the V groove and the center axis of the V groove are coincident with each other.
  • the center position of the V-groove is usually the deepest position of the V-groove, and is easy to visually recognize because it looks linear through the optical fiber fixing substrate. Therefore, the center axis of the optical fiber can be easily grasped and alignment can be easily performed.
  • the case where the center line of the V-groove is photographed with a camera or the like and visually recognized via a monitor is included. Includes wavelengths of invisible light such as outside light.
  • the optical fiber when the optical fiber is to be arranged in a plan view of the optical component mounting board, the optical fiber is connected to the optical fiber when the optical component fixing substrate and the optical fiber fixing substrate are brought into contact with each other. It is preferable that a groove is formed so as not to contact the installation substrate.
  • the optical fiber is not buried in the V-groove, and even when a part of the optical fiber protrudes from the V-groove in the thickness direction of the optical fiber fixing substrate, the substrate is appropriately formed. Abutting each other can be performed.
  • the rotation direction of the optical fiber with respect to the central axis of the optical fiber may be adjusted.
  • the optical fiber is preferably a polarization maintaining optical fiber or a multi-core optical fiber.
  • the optical fiber for adjusting the rotation direction of the optical fiber is suitable for the case of using an optical fiber that needs to be aligned in the rotation direction with respect to the central axis, such as a polarization maintaining optical fiber or a multi-core optical fiber. It is.
  • adjustment of the rotation direction of an optical fiber is performed before arrange
  • the adjustment may be performed after the optical fiber is disposed in the V-groove, or may be performed when the optical fiber is disposed in the V-groove.
  • an optical device manufacturing method capable of easily manufacturing an optical device capable of suppressing light loss.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line V 1 -V 1 of the optical device shown in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line V 2 -V 2 of the optical device shown in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 is a diagram showing an optical device according to an embodiment of the present invention, and is a side view of the optical device shown in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line V 1 -V 1 of the optical device shown in FIGS. 1 and 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line V 2 -V 2 of the optical device shown in FIGS. FIG.
  • the optical device 1 includes a component installation substrate 10, an optical layer 20 provided on the component installation substrate 10, and an optical fiber fixing device disposed on the component installation substrate 10.
  • a substrate 30 and an optical fiber 40 fixed to the optical fiber fixing substrate 30 are provided as main components.
  • the component installation board 10 has a substantially rectangular shape when viewed from one side.
  • a groove 15 is formed on one surface side of the component installation substrate 10, one side with respect to the groove 15 is an optical component installation portion 11, and the other side of the groove 15 is an optical fiber placement portion 12. Is done.
  • the surface 11s of the optical component placement section 11 and the surface 12s of the optical fiber placement section 12 divided by the groove 15 are flush with each other.
  • the optical fiber placement portion 12 is formed with a groove 16 that extends in a direction orthogonal to the groove 15 and is shallower than the groove 15.
  • An optical layer 20 is provided on the surface 11 s of the optical component installation unit 11.
  • the optical layer 20 is formed from a plurality of thin films.
  • the optical layer 20 includes a lower layer formed on the surface 11s, an upper layer formed on the lower layer, and an optical element layer 21 and a waveguide 22 formed between the lower layer and the upper layer. ing.
  • the boundary between the lower layer and the upper layer is omitted.
  • the lower layer and the upper layer are made of, for example, SiO2.
  • the optical element layer 21 is a layer that receives light and performs a predetermined optical operation, and is, for example, a photodiode layer.
  • the waveguide 22 is made of Si.
  • the waveguide 22 can guide light having a predetermined wavelength due to a difference in refractive index between the lower layer and the upper layer.
  • the waveguide 22 has a thickness of 0.5 ⁇ m, a width substantially equal to the thickness, and can propagate light having a wavelength of 1550 nm in a single mode.
  • the waveguide 22 is optically connected to the optical element layer 21, and light that enters the waveguide 22 and propagates through the waveguide 22 enters the optical element layer 21 and is emitted from the optical element layer 21. Propagates through the waveguide 22 and exits from the waveguide 22.
  • an optical component 23 is configured by the optical element layer 21 and the waveguide 22.
  • the waveguide 22 extends to the edge of the optical layer 20 on the groove 15 side, and the end 25 on the groove 15 side of the waveguide 22 is connected to the optical fiber 40 and the end 25 to be optically connected. Is done. Note that, at the end portion 25, a mode field diameter conversion unit is installed to match the mode field diameter with the optical fiber 40 as necessary.
  • the optical fiber fixing substrate 30 has a size that can be arranged on the surface 12 s of the optical fiber arrangement portion 12 of the component installation substrate 10.
  • the optical fiber fixing substrate 30 is disposed on the surface 12 s of the optical fiber placement portion 12 so as to cover at least a part of the groove 16 formed on the surface 12 s side of the optical fiber placement portion 12.
  • a V-groove 35 is formed linearly on the optical fiber placement portion 12 side of the optical fiber fixing substrate 30.
  • the V groove 35 is perpendicular to the longitudinal direction of the groove 16, that is, the longitudinal direction of the groove 15 formed in the component installation substrate 10, with the optical fiber fixing substrate 30 disposed on the optical fiber placement portion 12. Along the direction.
  • the optical fiber fixing substrate 30 is arranged on the optical fiber arrangement part 12 so that the V-groove 35 faces in such a direction.
  • the surface 12s of the component installation substrate 10 and the surface 30s on the V-groove side of the optical fiber fixing substrate 30 are fixed to each other by fusion bonding or adhesion.
  • the surface 12 s of the component setting substrate 10 and the surface 30 s of the optical fiber fixing substrate 30 are contacted by contacting the surface 12 s and the surface 30 s with an adhesive. Including the case of contact via
  • the optical fiber 40 includes a core 41 and a clad 42 that covers the outer peripheral surface of the core 41.
  • the core 41 has a predetermined refractive index difference from the clad 42 and has a predetermined diameter, so that light having a wavelength that the waveguide 22 propagates in a single mode can propagate in a single mode.
  • the optical fiber 40 is fixed to the V-groove 35 along the longitudinal direction of the V-groove 35 formed in the optical fiber fixing substrate 30. In the present embodiment, the optical fiber 40 is fixed to the V-groove 35 so that one end 45 protrudes from the optical fiber fixing substrate 30. Further, as shown in FIG. 3, the optical fiber 40 protrudes from the V groove in the diameter direction without being buried in the V groove 35.
  • the optical fiber fixing substrate 30 is disposed on the optical fiber placement portion 12 of the component placement substrate 10 in a state where the optical fiber fixing substrate 30 is disposed on the optical fiber placement portion 12 of the component placement substrate 10, a part of the optical fiber 40 is located in the groove 16, and the optical fiber 40 and the component placement portion are disposed.
  • the substrates 10 do not contact each other.
  • the end portion 25 of the waveguide 22 and one end portion 45 of the optical fiber 40 are connected to each other, and the waveguide 22 and the core 41 of the optical fiber 40 are optically coupled. Has been.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the steps of the method for manufacturing the optical device 1.
  • the manufacturing method of the optical device 1 of the present embodiment includes an optical component installation step P1, an optical fiber fixing step P2, a contact step P3, a first alignment step P4, and a second alignment step.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the component mounting substrate 10 on which the optical layer 20 is installed and the optical fiber fixing substrate 30 on which the optical fiber 40 is fixed are brought into contact with each other.
  • a substrate to be a component installation substrate 10 is prepared.
  • this substrate is a silicon substrate whose surface is oxidized. That is, this substrate is mainly made of Si, and the surface is a SiO 2 layer. This SiO 2 layer corresponds to the lower layer of the optical layer 20.
  • substrate is a flat board
  • a waveguide 22 composed of the optical element layer 21 and the Si layer is formed on the SiO 2 layer of the silicon substrate.
  • the optical element layer 21 and the waveguide 22 are formed by, for example, a thin film process including a combination of a film forming process such as CVD (Chemical Vapor Deposition) or vapor deposition and a removing process that removes other than necessary portions by etching or the like.
  • the waveguide 22 is formed so that the waveguide 22 extends to a region where the groove 15 is to be formed.
  • a SiO 2 film is formed in a region to be the optical component installation unit 11. This SiO 2 film is the upper layer of the optical layer 20.
  • the SiO 2 film is formed so that the upper layer protrudes to the region where the groove 15 is to be formed.
  • the optical element layer 21 and the waveguide 22 are sandwiched between the lower layer and the upper layer made of SiO 2 .
  • the surface 12s of the optical fiber placement portion 12 includes the film on which the film formation has been performed. It may be on the surface or on an etched surface.
  • an SOI (silicon on insulator) substrate having a structure in which a SiO 2 layer is inserted between the Si substrate and the surface Si layer is used as the component installation substrate 10.
  • SOI silicon on insulator
  • the Si layer on the surface is etched to form the waveguide 22, and an upper layer similar to the above is formed.
  • the groove 16 is formed by etching in a region opposite to the side where the optical layer 20 is formed. At this time, the groove 16 is formed to extend to a region where the groove 15 is to be formed.
  • the groove 15 is formed.
  • the groove 15 is formed by dicing, for example. As described above, since the waveguide 22 extends to the region where the groove 15 is to be formed, the waveguide 22 is exposed from the side surface of the optical layer 20 by dicing. The end including the exposed portion of the waveguide 22 is an end 25 to be optically coupled to the core of the optical fiber 40. Further, the groove 15 is formed deeper than the groove 16. As described above, the groove 16 is formed so as to extend to a region where the groove 15 is to be formed. Therefore, the groove 16 and the groove 15 are connected by forming the groove 15. By forming the groove 15, the side of the substrate on which the optical layer 20 is formed is the optical component placement section 11, and the side on which the groove 16 is formed is the optical fiber placement section 12. Thus, by forming the groove 15 and the groove 16, the component installation substrate 10 is formed from the prepared substrate. The groove 15 may be formed in a region in contact with the groove 16, and may not be formed from one side surface of the component installation board 10 to the other side surface.
  • the thickness of the film to be formed to form the end portion 25 to be connected to the optical fiber of the optical component 23 is preferably 2.5 times or less the mode field diameter of the light propagating through the optical fiber 40. This is due to the following reason. Generally, the thickness of a thin film formed through a film forming process has an error of 10% or less with respect to the thickness of a thin film having a design value to be formed. Similarly, the thickness of the thin film removed through the etching process generally has an error within 10% with respect to the thickness of the thin film of the design value to be removed.
  • the axial deviation between the axis of the core 41 at the end 45 of the optical fiber 40 and the end 25 of the optical component 23 is 25% or less of the mode field diameter of the light propagating through the optical fiber 40,
  • the loss of light at the connection portion between the end portion 25 of the optical component 23 and the end portion 45 of the optical fiber 40 is 1 dB or less. Therefore, even if the position of the end portion 25 of the optical component 23 is shifted due to an error in film thickness of film formation or etching, the position of the end portion 25 of the optical component 23 and the end portion 45 of the optical fiber 40 is changed.
  • the optical component 23 composed of the optical element layer 21 and the waveguide 22 is placed on the component placement substrate 10.
  • the method of forming the optical component 23 is an example, and the optical component 23 may be formed on the component installation substrate 10 by another forming method.
  • a substrate to be an optical fiber fixing substrate 30 to which the optical fiber 40 is fixed, and the optical fiber 40 are prepared.
  • This substrate is not formed with the V-groove 35, and has a flat plate shape.
  • This substrate is, for example, a substrate that transmits light of a specific wavelength formed of Si or the like.
  • the coating layer is peeled from the end 45 over a predetermined length.
  • a V-groove 35 is formed on one surface of the prepared substrate.
  • the V groove 35 is formed by an etching process, but the V groove 35 may be formed by cutting.
  • the V-groove 35 is perpendicular to the contact surface between the component setting substrate 10 and the optical fiber fixing substrate 30 when the optical fiber fixing substrate 30 is disposed on the component setting substrate 10 as will be described later.
  • the axis of the core 41 of the optical fiber 40 and the axis of the waveguide 22 are formed so as to coincide with each other. Accordingly, in the component installation step P1, when a thin film is laminated on the optical fiber placement portion 12 of the component placement substrate 10 or the optical fiber placement portion 12 is etched, the thin film to be laminated and the amount of etching are taken into consideration.
  • the size of the V groove 35 is determined.
  • the V-groove 35 is formed in the substrate thus prepared, and the substrate is used as the optical fiber fixing substrate 30.
  • the optical fiber 40 is disposed in the V-groove 35 and the optical fiber 40 is fixed to the optical fiber fixing substrate 30.
  • the optical fiber 40 is preferably disposed in the V-groove so that the end portion 45 protrudes from the optical fiber fixing substrate 30.
  • this process and the optical component installation process P1 may be performed simultaneously, and the optical component installation process P1 may be performed after this process.
  • ⁇ Contact process P3> Next, the contact process P3 is performed. In this step, as shown in FIG. 6, a part of the surface on which the optical component 23 is provided of the component installation substrate 10 on which the optical component 23 is provided, and the optical fiber 40 of the optical fiber fixing substrate 30. Abuts with at least a part of the surface on the side where is fixed.
  • the component placement board is arranged so that the surface 12s of the optical fiber placement portion 12 of the component placement board 10 and the surface 30s of the optical fiber fixing board 30 on the side where the optical fiber 40 is fixed are in contact with each other.
  • An optical fiber fixing substrate 30 is disposed on the substrate 10. At this time, even if a part of the optical fiber 40 protrudes from the V-groove 35 in a direction perpendicular to the surface 30 s, the protruding part of the optical fiber 40 is formed on the component installation substrate 10. Is accommodated in the groove 16. Accordingly, the groove 16 prevents the protruding portion of the optical fiber 40 from interfering with the contact between the surface 12 s of the optical fiber placement portion 12 and the surface 30 s of the optical fiber fixing substrate 30.
  • the axis of the waveguide 22 and the axis of the core 41 of the optical fiber 40 coincide with each other in the direction perpendicular to the contact surface between the component setting substrate 10 and the optical fiber fixing substrate 30.
  • the direction perpendicular to the contact surface between the component placement substrate 10 and the optical fiber fixing substrate 30 at the end portion 25 of the optical component 23 and the end portion 45 of the optical fiber 40 is obtained. The alignment in is completed.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a state of the first alignment step P4 and the second alignment step P5 of the present embodiment.
  • the optical fiber fixing substrate 30 is moved along the longitudinal direction of the optical fiber 40 to adjust the distance between the end 25 of the optical component 23 and the end 45 of the optical fiber 40. That is, the optical fiber fixing substrate 30 is moved in the x direction shown in FIG.
  • the optical fiber fixing substrate 30 is moved in the x direction.
  • the space between the end portion 25 of the optical component 23 and the end portion 45 of the optical fiber 40 is concerned.
  • the optical fiber fixing substrate 30 is moved in the x direction so as to have a predetermined interval.
  • the movement of the optical fiber fixing substrate 30 is preferably performed by visually observing the end 45 of the optical fiber 40. At this time, it is preferable to view the optical fiber 40 by photographing the optical fiber 40 with a camera and monitoring the photographed image.
  • the end portion 45 of the optical fiber 40 protrudes from the optical fiber fixing substrate 30
  • the end portion 45 of the optical fiber 40 is directly visually recognized and the optical fiber fixing substrate 30. Is moved in the x direction.
  • the optical fiber 40 is directly photographed with a camera for visual recognition.
  • the optical fiber fixing substrate 30 when the end portion 45 of the optical fiber 40 does not protrude from the optical fiber fixing substrate 30 along the longitudinal direction of the optical fiber 40, the optical fiber fixing substrate 30 is interposed. The end 45 of the optical fiber 40 is visually confirmed.
  • the optical fiber fixing substrate 30 needs to be light transmissive to transmit at least light of a predetermined wavelength. If the optical fiber fixing substrate 30 is light transmissive, the end portion 45 of the optical fiber 40 is visually recognized using light having a wavelength that passes through the optical fiber fixing substrate 30. For example, when the optical fiber fixing substrate 30 is made of Si, the optical fiber 40 may be visually recognized using infrared light.
  • this step may be performed without visually checking the end 45 of the optical fiber 40.
  • the end 45 of the optical fiber 40 is particularly visually recognized. It is not necessary. However, it is preferable to visually recognize the end 45 of the optical fiber 40 in order to prevent the optical fiber 40 from being damaged in this alignment step.
  • the optical component 23 is optically operable, the light is emitted from the optical fiber 40 to the optical component 23 and the output from the optical component 23 is measured, or the light from the optical component 23 to the optical fiber 40 is measured.
  • the output from the optical fiber 40 may be measured, and the optical fiber fixing substrate 30 may be moved based on the measurement result. Further, when the distance between the end portion 45 of the optical fiber 40 and the end surface on the optical component 23 side of the optical fiber fixing substrate 30 is known, for example, the end portion 45 of the optical fiber 40 is located in the V groove 35, When the distance between the end portion 45 and the end surface of the fixing substrate 30 on the optical component 23 side is known, the end portion 25 of the optical component 23 and the end surface of the fixing substrate 30 are fixed so as to have a predetermined distance. The position of the end 45 of the optical fiber 40 may be adjusted by adjusting the position of the substrate 30 for use.
  • the distance between the end surface of the fixing substrate 30 on the optical component 23 side and the end 45 of the optical fiber 40 is a predetermined value.
  • the optical fiber 40 may be disposed in the V-groove 35 so as to be a distance, and after the optical fiber 40 is disposed in the V-groove 35, the end surface on the optical component 23 side of the fixing substrate 30 and the end of the optical fiber 40 are arranged. The distance from the unit 45 may be measured.
  • ⁇ Second alignment step P5> a second alignment process is performed.
  • the optical fiber fixing substrate 30 is moved along the direction perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber 40 out of the directions parallel to the contact surface between the component setting substrate 10 and the optical fiber fixing substrate 30.
  • the relative position between the component installation substrate 10 and the optical fiber fixing substrate 30 is adjusted by moving the substrate. That is, the optical fiber fixing substrate 30 is moved in the y direction shown in FIG.
  • the alignment between the end 25 of the optical component 23 and the end 45 of the optical fiber 40 in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber 40 is performed. Accordingly, the position of the optical fiber fixing substrate 30 in the y direction is adjusted so that the axis of the end portion 25 of the optical component 23 and the axis of the end portion 45 of the optical fiber 40 are aligned.
  • the movement of the optical fiber fixing substrate 30 is preferably performed by visually recognizing the core 41 at the end 25 of the optical component 23 and the end 45 of the optical fiber 40.
  • the core 41 at the end 25 of the optical component 23 and the end 45 of the optical fiber 40 is photographed by a camera, and the photographed image is monitored to monitor the end 25 of the optical component 23 and the end of the optical fiber 40. It is preferable to visually recognize the core 41 at 45.
  • the optical fiber fixing substrate 30 is moved in the y direction.
  • the optical fiber 40 is directly photographed with a camera for visual recognition.
  • the optical fiber fixing substrate 30 is interposed.
  • the core 41 at the end 45 of the optical fiber 40 is visually recognized.
  • the center line 35c of the V groove 35 may be visually recognized without visually recognizing the optical fiber 40.
  • the optical fiber fixing substrate 30 When visualizing the core 41 of the optical fiber 40 and the center line 35c of the V-groove 35 through the optical fiber fixing substrate 30, the optical fiber fixing substrate 30 is light-transmitting at least transmitting light of a predetermined wavelength. There must be. If the optical fiber fixing substrate 30 is light transmissive, the end portion 45 of the optical fiber 40 is visually recognized using light having a wavelength that passes through the optical fiber fixing substrate 30. For example, when the optical fiber fixing substrate 30 is made of Si, the optical fiber 40 may be visually recognized using infrared light.
  • the end 25 of the optical component 23 is moved through the upper layer of the optical layer 20.
  • the upper layer needs to be light transmissive so as to transmit at least light having a predetermined wavelength. If the upper layer is light transmissive, the end 25 of the optical component 23 is visually recognized using light having a wavelength that passes through the upper layer. For example, when the upper layer of the optical layer 20 is made of Si as described above, the end 25 of the optical component 23 may be visually recognized using infrared light.
  • the optical fiber fixing substrate 30 is made of Si as described above, the core 41 of the optical fiber 40 or the center line 35c of the V-groove 35 of the optical fiber fixing substrate 30 and the optical component are formed using infrared light. 23 end portions 25 can be visually recognized at the same time. On the other hand, unlike the figure of the present embodiment, when the end 25 of the optical component 23 is exposed, the end 25 of the optical component 23 is directly visually recognized.
  • this step may be performed without visually recognizing the end portion 25 of the optical component 23.
  • the optical component 23 is optically operable, light is emitted from the optical fiber 40 to the optical component 23 to measure the output from the optical component 23, or light is transmitted from the optical component 23 to the optical fiber 40. It is only necessary to measure the output from the optical fiber 40 and move the optical fiber fixing substrate 30 in the y direction based on the measurement result.
  • the alignment in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber 40 in the direction parallel to the contact surface between the component mounting substrate 10 and the optical fiber fixing substrate 30 is completed.
  • the component setting substrate 10 and the optical fiber fixing substrate 30 are fixed to each other.
  • the component mounting substrate 10 and the optical fiber fixing substrate 30 are fixed by fusion bonding or adhesion.
  • the fusion is performed by, for example, laser fusion or ultrasonic bonding.
  • the bonding is performed by, for example, solidifying an adhesive previously applied to the surface 30s of the optical fiber fixing substrate 30, or after the alignment process is completed, the edge of the surface 30s of the optical fiber fixing substrate 30 and the component You may perform by apply
  • optical device 1 shown in FIGS. 1 to 4 is obtained.
  • the optical fiber fixing substrate 30 on which the optical fiber 40 is fixed and the component installation substrate 10 on which the optical component 23 is installed are different. It is a substrate.
  • the optical component 23 is installed through a thin film process. For this reason, even if the surface 12s of the optical fiber placement portion 12 in the component placement substrate 10 is roughened due to the influence of film formation or etching, the V-groove 35 is formed in the optical fiber fixing substrate 30. There is no effect. Therefore, the V-groove 35 to the optical fiber fixing substrate 30 can be formed with an accurate position and size.
  • the V-groove 35 is accurately formed in the optical fiber fixing substrate 30, and the optical fiber fixing substrate 30 to which the optical fiber 40 is fixed is brought into contact with the component installation substrate 10. 25 and the end 45 of the optical fiber 40 can be prevented from shifting in the direction perpendicular to the contact surface, and the alignment of the optical fiber 40 in the direction perpendicular to the contact surface of each substrate is completed. In this way, alignment in at least a direction perpendicular to the abutting surface among the directions for aligning the position of the optical fiber 40 can be easily performed. Therefore, the optical device 1 that can suppress the loss of light can be easily manufactured.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which the component setting substrate 10 and the optical fiber fixing substrate 30 are brought into contact with each other in the present embodiment.
  • the component installation board 10 of this embodiment is different from the component installation board 10 of the first embodiment in that a pair of guides 51 are provided on the surface 12 s of the optical fiber placement portion 12. .
  • These guides 51 are arranged in a direction parallel to the contact surface between the optical fiber fixing substrate 30 and the component installation substrate 10 when the optical fiber fixing substrate 30 is disposed on the component installation substrate 10.
  • the movement of the optical fiber fixing substrate 30 in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber 40 (the y direction in FIG. 7) is restricted, and the optical fiber in the direction along the longitudinal direction of the optical fiber 40 (the x direction in FIG. 7).
  • the movement of the fixing substrate 30 is not regulated.
  • These guides 51 are provided at the same interval as the width in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber 40 of the optical fiber fixing substrate 30. Accordingly, the pair of guides 51 regulates the movement of the optical fiber fixing substrate 30 by sandwiching the mutually opposing side surfaces of the optical fiber fixing substrate 30 on the component installation substrate 10. For this reason, when the optical fiber fixing substrate 30 is disposed on the component installation substrate 10, the pair of guides 51 has an axis of the end portion 25 of the optical component 23 and an axis of the end portion 45 of the optical fiber 40.
  • the optical fiber fixing substrate 30 is provided so as to coincide with each other.
  • a guide may be formed in the optical component installation step P1 of the first embodiment.
  • Each guide 51 is preferably formed together with the optical component 23 in a thin film process for forming the optical component 23.
  • the controllability of the formation position of the thin film is very excellent. Therefore, if the guide 51 is formed of the thin film, the guide 51 can be formed at a more accurate position.
  • a pattern for forming the guide 51 can be provided in the mask used when forming the optical component 23, and the optical component 23 has a positional correlation with the guide 51. It can be controlled appropriately.
  • the optical fiber fixing step P2 is performed as in the first embodiment.
  • the contact step P3 is performed in the same manner as in the first embodiment.
  • the optical fiber fixing substrate 30 is arranged on the component installation substrate 10 so that the optical fiber fixing substrate 30 is sandwiched between the guides 51.
  • FIG. 8 is a diagram showing an alignment process of the present embodiment.
  • the first alignment process P4 and the second alignment process P5 are performed, but in the present embodiment, the guide 51 is formed at an appropriate position, so that the second alignment process is unnecessary. Therefore, the alignment process is performed by moving the optical fiber fixing substrate 30 along the longitudinal direction of the optical fiber 40 as shown in FIG.
  • the specific method of the alignment process is the same as the first alignment process P4 of the first embodiment.
  • the optical fiber fixing substrate 30 and the component setting substrate 10 are fixed in the same manner as in the first embodiment. In this way, the optical device of this embodiment is obtained.
  • the optical fiber fixing substrate 30 is disposed on the component installation substrate 10 and the component installation substrate 10 and the optical fiber fixing substrate 30 are parallel to the contact surface. Among these directions, alignment in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber can be performed. Therefore, according to the manufacturing method of the optical device of this embodiment, alignment in two directions perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber can be performed only by arranging the optical fiber fixing substrate 30 on the component installation substrate 10. . Therefore, according to the manufacturing method of the optical device of the present embodiment, it is possible to manufacture an optical device that can more easily suppress the loss of light than the manufacturing method of the optical device of the first embodiment.
  • the guide 51 is installed at a position where the opposing side surfaces of the optical fiber fixing substrate 30 are sandwiched, but the position of the guide 51 is not limited to this.
  • a uniform groove extending in a direction parallel to the longitudinal direction of the optical fiber 40 is formed on the surface 30 s of the optical fiber fixing substrate 30, and a guide having a position and shape that fits with the groove is disposed in the optical fiber. You may provide on the surface 12s of the part 12.
  • the guide 51 may be provided so as to further restrict the movement of the optical fiber fixing substrate 30 in the direction along the longitudinal direction of the optical fiber 40.
  • the guide 51 may be provided by a thin film process different from the optical component installation process P1, and may be formed not by the thin film but by other members.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a state in which the component setting substrate 10 and the optical fiber fixing substrate 30 are brought into contact with each other in the present embodiment.
  • the component placement substrate 10 of the present embodiment is different from the component placement substrate 10 of the first embodiment in that a pair of alignment marks 52 are provided on the surface 12 s of the optical fiber placement portion 12. Different.
  • This alignment mark 52 is preferably provided in advance on a substrate to be the component installation substrate 10. And if the optical component installation process P1 is performed similarly to 1st Embodiment on the basis of the position of the said alignment mark, the positional relationship of the alignment mark 52 and the edge part 25 of the optical component 23 can be grasped
  • the optical fiber fixing step P2 is performed as in the first embodiment.
  • the contact process P3 is performed.
  • the position of the optical fiber fixing substrate 30 is determined based on the alignment mark 52, and the optical fiber fixing substrate 30 is arranged on the component installation substrate 10. If the relationship between the position of the alignment mark 52 and the position of the end portion 25 of the optical component 23 can be grasped as described above, the optical fiber fixing substrate 30 can be disposed at an appropriate position. Therefore, the first alignment process P4 and the second alignment process P5 of the first embodiment can be omitted.
  • the optical fiber fixing step P2 when the position of the end portion 45 of the optical fiber 40 with respect to the optical fiber fixing substrate 30 is shifted, it is preferable to perform the first alignment step P4.
  • the optical fiber fixing substrate 30 and the component setting substrate 10 are fixed in the same manner as in the first embodiment. In this way, the optical device of this embodiment is obtained.
  • FIG. 11 is a diagram showing the optical device of the present embodiment from the same viewpoint as FIG.
  • the optical device 1 of the present embodiment is different from the optical device 1 of the first embodiment in that the optical fiber 40 includes a pair of stress applying portions 43 that sandwich the core 41.
  • the optical fiber 40 of the embodiment is a PANDA fiber (Polarization / maintaining / AND / Absorption / reducing / fiber) which is a kind of polarization maintaining optical fiber.
  • the stress applying portion 43 is a portion that applies stress to the core 41 when the optical fiber 40 is manufactured.
  • Each of the stress applying portions 43 has a diameter larger than the diameter of the core, for example, and is provided at a position away from the core 41 by a certain distance.
  • the optical fiber 40 can propagate single-polarized light while maintaining the polarization axis. Therefore, the light incident on the optical fiber 40 may be a single polarized light whose polarization axis is aligned or perpendicular to the direction of the stress applying portion of the polarization maintaining optical fiber. Therefore, the position of the optical fiber 40 in the direction of the rotation axis is adjusted in order to align the polarization direction of the light that exits the waveguide 22 and enters the optical fiber 40 or exits from the optical fiber 40 and enters the waveguide 22. It becomes important.
  • the optical component installation step P1 is performed as in the first embodiment.
  • the polarization direction of the light that exits the waveguide 22 and enters the optical fiber 40 for propagation, or exits the optical fiber 40 and enters the waveguide 22 is the desired direction.
  • the rotation direction of the optical fiber 40 with respect to the central axis of the optical fiber 40 is adjusted. This adjustment is performed while visually recognizing the end portion 45 of the optical fiber 40, for example.
  • the end portion 45 of the optical fiber 40 may be photographed with a camera or the like and viewed through a monitor.
  • the adjustment of the rotation direction of the optical fiber 40 is preferably performed before the optical fiber 40 is arranged in the V-groove 35 because the adjustment can be easily performed by visual recognition of the optical fiber 40 or the like.
  • the adjustment may be performed after the optical fiber 40 is disposed in the V-groove 35 or may be performed when the optical fiber 40 is disposed in the V-groove 35.
  • the contact process P3, the first alignment process P4, and the second alignment process P5 are performed in the same manner as in the first embodiment to obtain the optical device of the present embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram showing the optical device of the present embodiment from the same viewpoint as FIG. 3, and FIG. 13 is a diagram showing the optical device of the present embodiment from the same viewpoint as FIG.
  • the optical device 1 of the present embodiment is a multi-core optical fiber in which the optical fiber 40 has a plurality of cores 41, and a plurality of optical fibers 40 are formed on the optical layer 20 on the component installation substrate 10 as shown in FIG. This is different from the optical device 1 of the first embodiment in that the waveguide 22 is formed.
  • a plurality of cores 41 are arranged in a straight line.
  • the plurality of waveguides 22 formed in the optical layer 20 on the component placement substrate 10 are the same number and the same number as the plurality of cores 41 of the optical fiber 40.
  • light emitted from each waveguide 22 enters each core 41 of the optical fiber 40, or light emitted from each core 41 of the optical fiber 40 corresponds to each waveguide. It is important that it is incident on 22.
  • the optical component installation step P1 of the manufacturing method of the optical device 1 of the present embodiment is different from the optical component installation step P1 of the first embodiment in that a plurality of waveguides 22 are formed.
  • the respective waveguides 22 are formed so that the intervals between the plurality of waveguides 22 are the same as the plurality of cores 41 of the optical fiber 40 as described above.
  • the alignment direction of the plurality of cores 41 of the optical fiber 40 is the same as the alignment direction of the plurality of waveguides 22 of the optical layer 20 after the contact step P3.
  • the rotation direction of the optical fiber 40 with respect to the central axis of the optical fiber 40 is adjusted. This adjustment may be performed in the same manner as the adjustment in the fourth embodiment.
  • the adjustment of the rotation direction of the optical fiber 40 is preferably performed before the optical fiber 40 is arranged in the V-groove 35, but the adjustment is performed on the optical fiber 40 in the V-groove 35. May be performed after the optical fiber 40 is disposed in the V-groove 35.
  • the contact process P3, the first alignment process P4, and the second alignment process P5 are performed in the same manner as in the first embodiment to obtain the optical device of the present embodiment.
  • the optical component 23 is composed of the optical element layer 21 and the waveguide 22.
  • the present invention is not limited to this.
  • the optical component may be composed only of a waveguide, or the optical component is composed only of an optical element layer having an end portion that performs at least one of light incidence and emission. Also good.
  • grooves 15 and the grooves 16 formed on the component installation board 10 may be omitted if unnecessary.
  • an optical device capable of suppressing light loss can be easily manufactured and used in the fields of optical communication equipment and optical measuring instruments. can do.

Abstract

　部品設置用基板１０の一方の面に光ファイバ４０と光学的に接続されるべき端部２５を有する光学部品２３を薄膜工程を用いて形成する光学部品設置工程Ｐ１と、光ファイバ固定用基板３０の一方の面にＶ溝３５を形成し、Ｖ溝３５に光ファイバ４０を固定する光ファイバ固定工程Ｐ２と、光学部品２３が設けられた部品設置用基板１０の光学部品２３が設けられている側の表面と、光ファイバ固定用基板３０の光ファイバ４０が固定されている側の表面とを当接する当接工程Ｐ３とを備える。

Description

光学装置の製造方法
　本発明は、光の損失を抑制することができる光学装置を製造することができる光学装置の製造方法に関する。
　光学装置として、基板上に光導波路や光学素子等の光学部品が設置されると共に、当該光学部品と光ファイバとが光学的に接続されて、当該光学部品に光ファイバから光を入射する、或いは、当該光学部品からの光を光ファイバを介して出射する光学装置が知られている。
　下記特許文献１には、このような光学装置が記載されている。特許文献１に記載の光学装置は、光学部品としての光導波路が形成されたＳｉ基板にＶ溝を形成し、このＶ溝に光ファイバを設置して、光ファイバのコアと光導波路とを光学的に結合することで作製される。
特許２７７１１６７号公報
　特許文献１の光学装置では、光ファイバの位置が基板上に形成されたＶ溝により定められる。そして、基板上の光学部品における光ファイバと光学的に接続されるべき部分（例えば光導波路の入射端）と光ファイバのコアとがずれると、光の損失が生じる。従って、Ｖ溝を正確な位置や深さに形成することは重要である。
　このＶ溝は、一般的にエッチング等により形成される。ところで基板上に光学部品を設置すると、光学部品の形成過程における成膜やエッチング等により基板表面の物性が酸化等により変化する傾向がある。このようにして基板表面の物性が変化する場合、基板表面で一律な物性変化が生じずに基板表面が荒れる傾向がある。このように基板表面が荒れると、Ｖ溝を正確な位置、深さに形成することが困難となる。
　この場合、光ファイバを正確な位置に設置することが困難となる。このため、光学部品と光ファイバとの接続部における光の漏れによる光の損失を防ぐことが困難となる。
　そこで、本発明は、光の損失を抑制することができる光学装置を容易に製造することができる光学装置の製造方法を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明の光学装置の製造方法は、部品設置用基板の一方の面上に光ファイバと光学的に接続されるべき端部を有する光学部品を薄膜工程を用いて設置する光学部品設置工程と、光ファイバ固定用基板の一方の面側にＶ溝を形成し、当該Ｖ溝に前記光ファイバを固定する光ファイバ固定工程と、前記光学部品が設けられた部品設置用基板の前記光学部品が設けられている側の表面の一部と、前記光ファイバ固定用基板の前記光ファイバが固定されている側の表面の少なくとも一部とを当接する当接工程と、を備えることを特徴とするものである。
　この光学装置の製造方法では、光ファイバが固定される基板と光学部品が設置される基板とを別の基板としている。光学部品が設置される基板においては、光学部品が薄膜工程を経て設置される。このため、部品設置用基板における光学部品が設置される面が成膜やエッチングの影響で物性が変化して荒れる場合であっても、光ファイバ固定用基板へのＶ溝の形成に影響はない。従って、光ファイバ固定用基板のＶ溝を正確な位置や深さで形成することができる。また、前記のようにたとえ光学部品の設置後に部品設置用基板の表面が荒れた状態であっても、表面の物性が変わるだけであり、表面が荒れることによる部品設置用基板の厚みへの影響は殆どない。従って、光ファイバ固定用基板にＶ溝を正確に形成して、光ファイバが固定された光ファイバ固定用基板を光学部品が設置された部品設置用基板に当接させることで、光学部品の端部と光ファイバの端部とが、当接面に垂直な方向にずれることを抑制することができる。このように光ファイバの長手方向に垂直な方向のうち、少なくとも当接面に垂直な方向におけるアライメントを容易に行うことができるのである。こうして、光の損失を抑制することができる光学装置を容易に製造することができる。
　なお、部品設置用基板における光ファイバ固定用基板が配置されるべき部位に、光学部品を設置するために成膜が施されたりエッチングが施されたりする場合であっても、薄膜の厚みやエッチングの厚みを考慮してＶ溝を形成することで、光学部品の端部と光ファイバの端部とが、当接面に垂直な方向にずれることを抑制することができる。つまり、光学部品が設けられた部品設置用基板の光学部品が設けられている側の表面とは、光学部品が設置された後において光学部品が設置される前の部品設置用基板が直接露出した表面や、光学部品が設置された後において薄膜が積層された状態やエッチングが施された状態の表面を指す。
　また、前記部品設置用基板には、前記光ファイバ固定用基板と前記部品設置用基板との当接面に平行な方向のうち前記光ファイバの長手方向に垂直な方向における前記光ファイバ設置用基板の動きを規制するガイドが形成されるが好ましい。
　部品設置用基板と光ファイバ固定用基板との当接により、当接面に垂直な方向のアライメントが行われる。この当接面に垂直な方向は光ファイバの長手方向に垂直な方向でもある。この当接面に垂直な方向のアライメントに加えて、光ファイバの長手方向に垂直な方向のうち当接面に平行な方向の光ファイバ設置用基板の動きがガイドにより更に規制される。したがって、光ファイバの長手方向に垂直な２方向のアライメントを行うことができる。当該２方向のアライメントは、光ファイバの長手方向に沿ったアライメントよりも厳しい精度で行うことが求められる。この厳しい精度で行うアライメントを当接面及びガイドで行うことで、光の損失を抑制することができる光学装置をより容易に製造することができる。
　さらに、前記ガイドは、前記光ファイバ設置用基板の前記光ファイバの長手方向に沿った動きを非規制状態とすることが好ましい。
　この場合、光ファイバ固定用基板に固定された光ファイバの端部の長手方向の位置に応じて、光ファイバ固定用基板を光ファイバの長手方向に沿って調整することで光ファイバの長手方向のアライメントを行うことができる。
　また、前記ガイドは、前記光学部品を設ける過程において形成されることが好ましい。
　光学部品の形成とともにガイドを形成することで、別途ガイドを設ける工程を省略することができる。一般に薄膜により部品を形成する場合、薄膜の形成位置の制御性は大変優れている。従って、当該薄膜でガイドを形成すれば、ガイドをより正確な位置に形成することができ、光の損失をより抑制することができる光学装置を製造することができる。
　或いは、前記部品設置用基板には、アライメントマークが設けられ、前記アライメントマークに基づいて、前記部品設置用基板と前記光ファイバ固定用基板との相対的な位置関係を定めることが好ましい。
　アライメントマークに基づくことによって、部品設置用基板と光ファイバ固定用基板との当接面に平行な方向の相対的な位置を正確に設定することができる。従って、より容易に光ファイバ固定用基板の部品設置用基板に対する位置を定めることができる。
　また或いは、前記光学部品の前記端部及び前記光ファイバの端部は共に視認可能な状態とされ、前記当接工程後において、前記光学部品の前記端部と前記光ファイバの前記端部とを視認して、前記部品設置用基板と前記光ファイバ固定用基板との当接面に平行な方向のうち前記光ファイバの長手方向に垂直な方向の相対的な位置を調整するアライメント工程を更に備えることが好ましい。
　光学部品の端部と光ファイバの端部とを視認して、光学部品の端部と光ファイバの端部との相対的位置を調整することにより、正確にそれぞれの位置を調整することができる。なお、光学部品の端部や光ファイバの端部が視認可能であるとは、光学部品の端部や光ファイバの端部をカメラ等で撮影してモニタを介して視認する場合も含まれる。さらに光学部品の端部や光ファイバの端部を視認する光の波長は、可視光の波長に限らず赤外光等の非可視光の波長を含む。
　この場合、前記光ファイバの前記端部が前記光ファイバ固定用基板から突出した状態で、前記光ファイバは固定されることとしても良い。光ファイバの端部を直接視認することで、より容易に位置調整工程を行うことができる。
　或いは、前記光ファイバ固定用基板は光透過性であり、前記光ファイバの前記端部を前記光ファイバ固定用基板を介して視認することとしても良い。
　光ファイバ固定用基板を介して光ファイバを視認することで、光ファイバの端部が光ファイバ固定用基板から突出せずともアライメントを行うことができる。つまり、光ファイバの端部が光ファイバ固定用基板の縁よりも内側に位置するように光ファイバを固定することができる。これにより、各工程において、光ファイバの端部が他の部分に当たって損傷を受ける可能性を低くすることができる。例えば、光ファイバ固定用基板がＳｉからなる場合には、光ファイバ固定用基板は赤外光を透過するため、赤外光を用いて光ファイバの端部を視認すればよい。
　また或いは、前記光学部品の前記端部は視認可能な状態とされ、前記光ファイバ固定用基板は光透過性であり、前記当接工程後において、前記光学部品の前記端部と前記Ｖ溝のセンターラインとを視認して、前記部品設置用基板と前記光ファイバ固定用基板との当接面に平行で前記光ファイバの長手方向に垂直な方向の相対的な位置を調整するアライメント工程を更に備えることとしても良い。
　Ｖ溝に配置される光ファイバの軸とＶ溝の中心軸とは互いに一致する。また、Ｖ溝の中心位置は、通常Ｖ溝の最も深い位置であり、光ファイバ固定用基板を介して線状に見えるため視認し易い。従って、容易に光ファイバの中心軸を把握することができ、容易にアライメントを行うことができる。なお、Ｖ溝のセンターラインを視認する場合、Ｖ溝のセンターラインをカメラ等で撮影してモニタを介して視認する場合も含まれ、視認する光の波長は、可視光の波長に限らず赤外光等の非可視光の波長を含む。
　また、前記部品設置用基板を平面視する場合における前記光ファイバが配置されるべき位置には、前記部品設置用基板と前記光ファイバ固定用基板とを当接した際に前記光ファイバが前記部品設置用基板に接触しないよう溝が形成されることが好ましい。
　このような溝が形成されることで、光ファイバがＶ溝内に埋もれることなく、光ファイバの一部がＶ溝から光ファイバ固定用基板の厚み方向にはみ出る場合であっても、適切に基板同士の当接を行うことができる。
　また、前記固定工程において、前記光ファイバの中心軸を基準とした前記光ファイバの回転方向を調整することとしても良い。この場合、前記光ファイバが偏波保持光ファイバ或いはマルチコア光ファイバであることが好ましい。
　この場合、光ファイバの回転方向を調整する光ファイバが偏波保持光ファイバやマルチコア光ファイバといった具合に、中心軸を基準とした回転方向の調心を行う必要がある光ファイバを用いる場合に好適である。なお、光ファイバの回転方向の調整は、光ファイバをＶ溝に配置する前に行われることが、調整を行いやすいため好ましい。ただし、当該調整は、光ファイバをＶ溝に配置した後に行われても良く、光ファイバをＶ溝に配置する際に行っても良い。
　以上のように、本発明によれば、光の損失を抑制することができる光学装置を容易に製造することができる光学装置の製造方法が提供される。
本発明の実施形態に係る光学装置を示す平面図である。 図１に示す光学装置の側面図である。 図１、図２に示す光学装置のＶ１－Ｖ１線における断面図である。 図１、図２に示す光学装置のＶ２－Ｖ２線における断面図である。 光学装置の製造方法の工程を示すフローチャートである。 部品設置用基板と光ファイバ固定用基板とが当接される様子を示す図である。 第１アライメント工程、第２アライメント工程の様子を示す図である。 第２実施形態において部品設置用基板と光ファイバ固定用基板とが当接される様子を示す図である。 第２実施形態におけるアライメント工程の様子を示す図である。 第３実施形態において部品設置用基板と光ファイバ固定用基板とが当接される様子を示す図である。 第４実施形態の光学装置を図３と同じ視点で示す図である。 第５実施形態の光学装置を図３と同じ視点で示す図である。 第５実施形態の光学装置を図４と同じ視点で示す図である。
　以下、本発明に係る光学装置の製造方法の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、理解の容易のため、それぞれの図に記載のスケールと以下の説明に記載のスケールとが異なる場合がある。
　（第１実施形態）
　図１は、本発明の実施形態に係る光学装置を示す図であり、図１に示す光学装置の側面図である。また、図３は、図１、図２に示す光学装置のＶ１－Ｖ１線における断面図であり、図４は、図１、図２に示す光学装置のＶ２－Ｖ２線における断面図である。
　図１、図２に示すように、光学装置１は、部品設置用基板１０と、部品設置用基板１０上に設けられる光学層２０と、部品設置用基板１０上に配置される光ファイバ固定用基板３０と、光ファイバ固定用基板３０に固定される光ファイバ４０とを主な構成として備える。
　部品設置用基板１０は、一方の面側から平面視する場合に略四角形の形状をしている。部品設置用基板１０の一方の面側には、溝１５が形成されており、溝１５を基準とした一方側は光学部品設置部１１とされ、溝１５の他方側は光ファイバ配置部１２とされる。溝１５で分割された光学部品設置部１１の表面１１ｓと光ファイバ配置部１２の表面１２ｓとは、互いに面一とされている。また、光ファイバ配置部１２には、溝１５と直交する方向に延在し溝１５よりも浅く形成された溝１６が形成されている。
　光学部品設置部１１の表面１１ｓ上には、光学層２０が設けられている。光学層２０は複数の薄膜から形成されている。具体的には、光学層２０は、表面１１ｓ上に形成される下層と、下層上に形成される上層と、下層と上層との間に形成される光素子層２１及び導波路２２から構成されている。ただし、下層と上層とを視認可能な図２、図４において、下層と上層との境界は省略されている。下層及び上層は、例えば、ＳｉＯ２から成る。また、光素子層２１は、光を受けて所定の光学的動作を行う層であり、例えば、フォトダイオード層とされる。また、導波路２２はＳｉからなる。従って、導波路２２は、下層及び上層との屈折率差により所定の波長の光を導波することができる。例えば、導波路２２は、厚みが０．５μｍとされ、幅が厚みと略同等とされて、波長が１５５０ｎｍの光をシングルモードで伝搬することができる。そして、導波路２２は光素子層２１と光学的に接続されており、導波路２２に入射して導波路２２を伝搬する光は光素子層２１に入射し、光素子層２１から出射する光は導波路２２を伝搬して導波路２２から出射する。本実施形態では、光素子層２１と導波路２２とにより、光学部品２３が構成されている。また、導波路２２は、光学層２０の溝１５側の縁まで延在しており、導波路２２の溝１５側の端部２５が光ファイバ４０と光学的に接続されるべき端部２５とされる。なお、端部２５では、必要に応じて、光ファイバ４０とのモードフィールド径を整合させるために、モードフィールド径変換部が設置される。
　また、光ファイバ固定用基板３０は、部品設置用基板１０の光ファイバ配置部１２の表面１２ｓ上に配置可能な大きさとされる。そして、光ファイバ固定用基板３０は、光ファイバ配置部１２の表面１２ｓ側に形成されている溝１６の少なくとも一部を覆って、光ファイバ配置部１２の表面１２ｓ上に配置されている。また、図３に示すように、光ファイバ固定用基板３０の光ファイバ配置部１２側には、Ｖ溝３５が直線状に形成されている。そして、光ファイバ固定用基板３０が光ファイバ配置部１２上に配置された状態で、Ｖ溝３５は、溝１６の長手方向、すなわち部品設置用基板１０に形成された溝１５の長手方向に垂直な方向に沿っている。つまり、光ファイバ固定用基板３０は、Ｖ溝３５がこのような方向を向くように光ファイバ配置部１２上に配置されているのである。そして、部品設置用基板１０の表面１２ｓと光ファイバ固定用基板３０のＶ溝側の表面３０ｓとは、融着や接着により互いに固定されている。なお、接着による固定において、部品設置用基板１０の表面１２ｓと光ファイバ固定用基板３０の表面３０ｓの当接には、表面１２ｓと表面３０ｓとが接触して当接する場合の他、接着剤を介して当接する場合を含む。
　光ファイバ４０は、コア４１と、コア４１の外周面を覆うクラッド４２とから成る。このコア４１はクラッド４２と所定の屈折率差とされ、所定の径を有しており、導波路２２がシングルモードで伝搬する波長の光をシングルモードで伝搬することができる。そして、光ファイバ４０は、光ファイバ固定用基板３０に形成されたＶ溝３５の長手方向に沿って、Ｖ溝３５に固定されている。なお、本実施形態では、光ファイバ４０は、一方の端部４５が光ファイバ固定用基板３０から突出するようにしてＶ溝３５に固定されている。また、図３に示すように、光ファイバ４０は、Ｖ溝３５内に埋もれずに、Ｖ溝から直径方向にはみ出ている。しかし、光ファイバ固定用基板３０が部品設置用基板１０の光ファイバ配置部１２上に配置された状態で、光ファイバ４０の一部は、溝１６内に位置し、光ファイバ４０と部品設置用基板１０とは互いに接触しない。また、図４に示すように、導波路２２の端部２５と光ファイバ４０の一方の端部４５とが互いに接続されており、導波路２２と光ファイバ４０のコア４１とが光学的に結合されている。
　このような光学装置１では、光ファイバ４０のコア４１を導波路２２に向かって光が伝搬する場合には、当該光は導波路２２を介して光素子層２１まで到達する。一方、光素子層２１が導波路２２に光を出射する場合には、当該光は導波路２２から光ファイバに伝搬する。
　次に光学装置１の製造方法について説明する。
　図５は、光学装置１の製造方法の工程を示すフローチャートである。図５に示すように、本実施形態の光学装置１の製造方法は、光学部品設置工程Ｐ１と、光ファイバ固定工程Ｐ２と、当接工程Ｐ３と、第１アライメント工程Ｐ４と、第２アライメント工程Ｐ５とを備える。図６は、光学層２０が設置された部品設置用基板１０と、光ファイバ４０が固定された光ファイバ固定用基板３０とを当接する様子を示す図である。
　＜光学部品設置工程Ｐ１＞
　まず、部品設置用基板１０となる基板を準備する。本実施形態では、この基板は表面が酸化したシリコン基板とされる。つまり、この基板は、主にＳｉから成り、表面がＳｉＯ２層とされているのである。このＳｉＯ２層が、光学層２０の下層に該当する。なお、この基板は、平板状の基板であり、溝１５及び溝１６が形成されていない。
　次に、シリコン基板のＳｉＯ２層上に光素子層２１やＳｉ層から成る導波路２２を形成する。光素子層２１や導波路２２の形成は、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）や蒸着等の成膜工程と、必要な部位以外をエッチング等で除去する除去工程との組み合わせからなる薄膜工程により行う。このとき、溝１５が形成されるべき領域まで導波路２２が延在するように導波路２２を形成する。次に、光学部品設置部１１となる領域にＳｉＯ２膜を成膜する。このＳｉＯ２膜が光学層２０の上層である。このとき上層が溝１５が形成されるべき領域まではみ出るようにＳｉＯ２膜を成膜する。こうして光素子層２１及び導波路２２がＳｉＯ２から成る下層と上層とで挟まれた状態とされる。この工程において、光ファイバ配置部１２上に成膜が施されたり、光ファイバ配置部１２がエッチングされる場合には、光ファイバ配置部１２の表面１２ｓは、成膜が施された膜を含む表面上であったり、エッチングが施された状態の表面上であったりする。
　なお、部品設置用基板１０となる基板としては、表面が酸化したシリコン基板の他に、例えば、Ｓｉ基板と表面Ｓｉ層の間にＳｉＯ２層が挿入された構造のＳＯＩ（silicon on insulator）基板を使用することもできる。この場合、表面のＳｉ層をエッチングして導波路２２を形成し、上記と同様の上層を形成する。
　次に、溝１５が形成されるべき位置を基準として、光学層２０が形成されている側と反対側の領域に溝１６をエッチングにより形成する。このとき溝１６は、溝１５が形成されるべき領域まで延在するように形成される。
　次に、溝１５を形成する。溝１５は、例えばダイシングにより形成される。上記のように、導波路２２は、溝１５が形成されるべき領域まで延在しているため、ダイシングにより導波路２２が光学層２０の側面から露出する。この導波路２２の露出する部分を含む端部が、光ファイバ４０のコアと光学的に結合されるべき端部２５とされる。また、溝１５は、溝１６よりも深く形成される。上記のように溝１６は溝１５が形成されるべき領域まで延在して形成されるため、溝１５を形成することで、溝１６と溝１５とがつながる。溝１５が形成されることで、基板の光学層２０が成膜されている側が光学部品設置部１１とされ、溝１６が形成されている側が光ファイバ配置部１２とされる。こうして、溝１５及び溝１６が形成されることで、準備した基板から部品設置用基板１０が形成される。なお、溝１５は、溝１６と接する領域に形成されていれば良く、部品設置用基板１０の一方の側面から他方の側面に渡って形成されていなくても良い。
　なお、光学部品２３を上記のように成膜やエッチング等の薄膜工程を用いて設置する場合、光学部品２３の光ファイバと接続されるべき端部２５を形成するために成膜する膜の厚み及びエッチングする膜の厚みの総計は、光ファイバ４０を伝搬する光のモードフィールド径の２．５倍以下とされることが好ましい。これは次の理由による。一般的に成膜工程を経て成膜される薄膜の厚みは、成膜されるべき設計値の薄膜の厚みに対して１０％以内の誤差を有する。同様に一般的にエッチング工程を経て除去される薄膜の厚みは、除去されるべき設計値の薄膜の厚みに対して１０％以内の誤差を有する。ところで、一般的に光ファイバ４０の端部４５におけるコア４１の軸と、光学部品２３の端部２５との軸ずれが光ファイバ４０を伝搬する光のモードフィールド径の２５％以下であれば、光学部品２３の端部２５と光ファイバ４０の端部４５との接続部における光の損失が１ｄＢ以下となる。従って、成膜やエッチングの膜厚の誤差に起因して、光学部品２３の端部２５の位置がずれる場合であっても、光学部品２３の端部２５と光ファイバ４０の端部４５の位置ずれがモードフィールド径の２５％以下とされることが好ましい。従って、光学部品２３の端部２５を形成するために成膜する膜の厚み及びエッチングする膜の厚みの上記総計は、０．２５／０．１０＝２．５より、モードフィールド径の２．５倍以下とされることが好ましいのである。
　以上のような薄膜工程を経て、図６に示すように、部品設置用基板１０上に光素子層２１と導波路２２とから成る光学部品２３が設置される。なお、上記光学部品２３の形成方法は一例であり、他の形成方法により部品設置用基板１０上に光学部品２３を形成しても良い。
　＜光ファイバ固定工程Ｐ２＞
　本工程では、まず、光ファイバ４０が固定される光ファイバ固定用基板３０となる基板、及び、光ファイバ４０を準備する。この基板は、Ｖ溝３５が形成されておらず、平板状とされる。この基板は、例えばＳｉ等から形成される特定の波長の光を透過する基板とされる。なお、光ファイバ４０のクラッド４２が樹脂等の保護層で被覆されている場合、端部４５から所定の長さにわたって被覆層を剥離する。
　次に、準備した基板の一方の面にＶ溝３５を形成する。一般的にエッチング工程によりＶ溝３５を形成するが、切削によりＶ溝３５を形成しても良い。Ｖ溝３５は、後述のように部品設置用基板１０上に光ファイバ固定用基板３０が配置された際に、部品設置用基板１０と光ファイバ固定用基板３０との当接面に垂直な方向において、光ファイバ４０のコア４１の軸と、導波路２２の軸とが一致するように形成される。従って、部品設置工程Ｐ１において、部品設置用基板１０における光ファイバ配置部１２上に薄膜が積層されたり、光ファイバ配置部１２がエッチングされたりする場合、積層される薄膜やエッチングの量を考慮してＶ溝３５の大きさを定める。こうして準備した基板にＶ溝３５が形成されて、当該基板が光ファイバ固定用基板３０とされる。
　次に、光ファイバ４０をＶ溝３５に配置し、光ファイバ４０を光ファイバ固定用基板３０に固定する。このとき、光ファイバ４０は、端部４５が光ファイバ固定用基板３０から突出するように、Ｖ溝に配置されることが好ましい。このように光ファイバ４０が配置されることで、光ファイバ４０の位置を調整する段階で、光ファイバ４０を直接視認することができる。なお、光ファイバ４０の光ファイバ固定用基板３０への固定は、例えば接着剤を用いて行われる。
　なお、本工程と光学部品設置工程Ｐ１とを同時に行っても良く、光学部品設置工程Ｐ１を本工程の後に行っても良い。
　＜当接工程Ｐ３＞
　次に当接工程Ｐ３を行う。本工程では、図６に示すように、光学部品２３が設けられた部品設置用基板１０の光学部品２３が設けられている側の表面の一部と、光ファイバ固定用基板３０の光ファイバ４０が固定されている側の表面の少なくとも一部とを当接する。
　具体的には、部品設置用基板１０の光ファイバ配置部１２の表面１２ｓと光ファイバ固定用基板３０の光ファイバ４０が固定されている側の表面３０ｓとが当接するように、部品設置用基板１０上に光ファイバ固定用基板３０を配置する。このとき、光ファイバ４０の一部が表面３０ｓに垂直な方向にＶ溝３５からはみ出ている場合であっても、この光ファイバ４０のはみ出ている部分は、部品設置用基板１０に形成されている溝１６内に収容される。従って、この光ファイバ４０のはみ出ている部分が光ファイバ配置部１２の表面１２ｓと光ファイバ固定用基板３０の表面３０ｓとの当接を邪魔することを、溝１６が防止している。
　上記のように、Ｖ溝３５は、部品設置用基板１０と光ファイバ固定用基板３０との当接面に垂直な方向において、導波路２２の軸と光ファイバ４０のコア４１の軸とが一致するように形成されているため、本工程により、光学部品２３の端部２５と光ファイバ４０の端部４５の部品設置用基板１０と光ファイバ固定用基板３０との当接面に垂直な方向におけるアライメントが完了する。
　＜第１アライメント工程Ｐ４＞
　次に第１アライメント工程を行う。図７は、本実施形態の第１アライメント工程Ｐ４及び第２アライメント工程Ｐ５の様子を示す図である。第１アライメント工程Ｐ４では、光ファイバ４０の長手方向に沿って光ファイバ固定用基板３０を移動させて、光学部品２３の端部２５と光ファイバ４０の端部４５の間隔を調整する。つまり、図７に示すｘ方向に光ファイバ固定用基板３０を移動させるのである。本工程により、例えば、光学部品２３の端部２５と光ファイバ４０の端部４５との間隔がゼロとする場合には、光ファイバ４０の端部４５を光学部品２３の端部２５につき当てるように光ファイバ固定用基板３０をｘ方向に移動する。また、光学部品２３の端部２５と光ファイバ４０の端部４５との間に所定の間隔を設ける場合には、光学部品２３の端部２５と光ファイバ４０の端部４５との間が当該所定の間隔となるように光ファイバ固定用基板３０をｘ方向に移動する。
　光ファイバ固定用基板３０の移動は、光ファイバ４０の端部４５を視認して行うことが好ましい。このとき光ファイバ４０をカメラで撮影して、撮影した画像をモニタすることで光ファイバ４０を視認することが好ましい。
　本実施形態の図で示すように、光ファイバ４０の端部４５が光ファイバ固定用基板３０から突出している場合には、光ファイバ４０の端部４５を直接視認して光ファイバ固定用基板３０をｘ方向に移動する。上記のようにカメラを用いて視認する場合には、光ファイバ４０を直接カメラで撮影して視認する。
　一方、本実施形態の図とは異なり、光ファイバ４０の端部４５が光ファイバ４０の長手方向に沿って光ファイバ固定用基板３０から突出していない場合には、光ファイバ固定用基板３０を介して光ファイバ４０の端部４５を視認する。この場合、光ファイバ固定用基板３０は、少なくとも所定の波長の光を透過する光透過性である必要がある。光ファイバ固定用基板３０が光透過性であれば、光ファイバ固定用基板３０を透過する波長の光を用いて光ファイバ４０の端部４５を視認する。例えば、光ファイバ固定用基板３０がＳｉからなる場合、赤外光を用いて光ファイバ４０を視認すればよい。
　また、光ファイバ４０の端部４５を視認せずに本工程を行っても良い。例えば、上記のように光ファイバ４０の端部４５を光学部品２３の端部２５につき当てるように光ファイバ固定用基板３０をｘ方向に移動する場合、特に光ファイバ４０の端部４５を視認しなくても良い。ただし、このアライメント工程において光ファイバ４０が破損することを抑制するために、光ファイバ４０の端部４５を視認することが好ましい。或いは、光学部品２３が光学的に動作可能である場合には、光ファイバ４０から光学部品２３に光を出射して光学部品２３からの出力を測定したり、光学部品２３から光ファイバ４０に光を出射して光ファイバ４０からの出力を測定したりして、当該測定結果に基づいて光ファイバ固定用基板３０を移動させても良い。また、光ファイバ４０の端部４５と光ファイバ固定用基板３０の光学部品２３側の端面との距離が既知の場合、例えば、光ファイバ４０の端部４５がＶ溝３５内に位置し、当該端部４５と固定用基板３０の光学部品２３側の端面との距離が既知の場合には、光学部品２３の端部２５と固定用基板３０の上記端面とが所定の距離となるように固定用基板３０の位置を調整することで、光ファイバ４０の端部４５の位置調整を行っても良い。このように光ファイバ４０を固定用基板３０に配置するには、光ファイバ固定工程Ｐ２において、固定用基板３０の光学部品２３側となる端面と光ファイバ４０の端部４５との距離が所定の距離となるように光ファイバ４０をＶ溝３５内に配置しても良く、光ファイバ４０をＶ溝３５内に配置した後に固定用基板３０の光学部品２３側となる端面と光ファイバ４０の端部４５との距離を計測しても良い。
　こうして光ファイバ４０の長手方向におけるアライメントが完了する。
　＜第２アライメント工程Ｐ５＞
　次に第２アライメント工程を行う。第２アライメント工程Ｐ５では、部品設置用基板１０と光ファイバ固定用基板３０との当接面に平行な方向のうち光ファイバ４０の長手方向に垂直な方向に沿って光ファイバ固定用基板３０を移動させて、部品設置用基板１０と光ファイバ固定用基板３０との相対的な位置を調整する。つまり、図７に示すｙ方向に光ファイバ固定用基板３０を移動させるのである。本工程では、光ファイバ４０の長手方向に垂直な方向における光学部品２３の端部２５と光ファイバ４０の端部４５とのアライメントが行われる。従って、光学部品２３の端部２５の軸と光ファイバ４０の端部４５の軸とが合うように光ファイバ固定用基板３０のｙ方向の位置が調整される。
　光ファイバ固定用基板３０の移動は、光学部品２３の端部２５及び光ファイバ４０の端部４５におけるコア４１を視認して行うことが好ましい。この場合、光学部品２３の端部２５及び光ファイバ４０の端部４５におけるコア４１をカメラで撮影して、撮影した画像をモニタすることで光学部品２３の端部２５及び光ファイバ４０の端部４５におけるコア４１を視認することが好ましい。
　本工程において本実施形態の図で示すように、光ファイバ４０の端部４５が光ファイバ固定用基板３０から突出している場合には、光ファイバ４０の端部４５におけるコア４１を直接視認して光ファイバ固定用基板３０をｙ方向に移動させる。上記のようにカメラを用いて視認する場合には、光ファイバ４０を直接カメラで撮影して視認する。
　一方、本実施形態の図とは異なり、光ファイバ４０の端部４５が光ファイバ４０の長手方向に沿って光ファイバ固定用基板３０から突出していない場合には、光ファイバ固定用基板３０を介して光ファイバ４０の端部４５におけるコア４１を視認する。或いは、この場合、光ファイバ４０を視認せずに、Ｖ溝３５のセンターライン３５ｃを視認しても良い。これは、光ファイバ４０がＶ溝３５に配置される場合、Ｖ溝３５のセンターライン３５ｃと光ファイバ４０の軸（コア４１の軸）とは、Ｖ溝３５の深さ方向に見る場合に一致するためである。光ファイバ固定用基板３０を介して光ファイバ４０のコア４１やＶ溝３５のセンターライン３５ｃの視認を行う場合、光ファイバ固定用基板３０は、少なくとも所定の波長の光を透過する光透過性である必要がある。光ファイバ固定用基板３０が光透過性であれば、光ファイバ固定用基板３０を透過する波長の光を用いて光ファイバ４０の端部４５を視認する。例えば、光ファイバ固定用基板３０がＳｉからなる場合、赤外光を用いて光ファイバ４０を視認すればよい。
　また、例えば本実施形態の図のように、光学部品２３の端部２５が光学層２０の上層により露出していない場合には、光学層２０の上層を介して光学部品２３の端部２５を視認する。光学層２０の上層を介して端部２５の視認を行う場合、当該上層は、少なくとも所定の波長の光を透過する光透過性である必要がある。当該上層が光透過性であれば、当該上層を透過する波長の光を用いて光学部品２３の端部２５を視認する。例えば、上記のように光学層２０の上層がＳｉからなる場合、赤外光を用いて光学部品２３の端部２５を視認すればよい。この場合、上記のように光ファイバ固定用基板３０がＳｉから成れば、赤外光を用いて光ファイバ４０のコア４１や光ファイバ固定用基板３０のＶ溝３５のセンターライン３５ｃと光学部品２３の端部２５とを同時に視認することができる。一方、本実施形態の図と異なり、光学部品２３の端部２５が露出している場合には、光学部品２３の端部２５を直接視認する。
　また、光学部品２３の端部２５を視認せずに本工程を行っても良い。例えば、光学部品２３が光学的に動作可能である場合には、光ファイバ４０から光学部品２３に光を出射して光学部品２３からの出力を測定たり、光学部品２３から光ファイバ４０に光を出射して光ファイバ４０からの出力を測定たりして、当該測定結果に基づいて光ファイバ固定用基板３０をｙ方向に移動させれば良い。
　こうして、部品設置用基板１０と光ファイバ固定用基板３０との当接面に平行な方向のうち光ファイバ４０の長手方向に垂直な方向のアライメントが完了する。なお、本工程と第１アライメント工程Ｐ４とを同時に行っても良い。また、本工程の後に第１アライメント工程Ｐ４を行っても良い。
　次に、部品設置用基板１０と光ファイバ固定用基板３０とを互いに固定する。部品設置用基板１０と光ファイバ固定用基板３０との固定は、融着や接着により行う。融着は例えばレーザ融着や超音波接合により行う。接着は、例えば、光ファイバ固定用基板３０の表面３０ｓに予め塗布しておいた接着剤を固化させることで行なったり、上記アライメント工程の完了後に光ファイバ固定用基板３０の表面３０ｓの縁と部品設置用基板１０における光ファイバ配置部１２の表面１２ｓとに接着剤を塗布して固化させることで行っても良い。
　こうして図１～４に示す光学装置１を得る。
　以上説明したように、本実施形態の光学装置１の製造方法によれば、光ファイバ４０が固定される光ファイバ固定用基板３０と光学部品２３が設置される部品設置用基板１０とが別の基板とされる。部品設置用基板１０においては、光学部品２３が薄膜工程を経て設置される。このため、部品設置用基板１０における光ファイバ配置部１２の表面１２ｓが成膜やエッチングの影響で物性が変化して荒れる場合であっても、光ファイバ固定用基板３０へのＶ溝３５の形成に影響はない。従って、光ファイバ固定用基板３０へのＶ溝３５を正確な位置や大きさで形成することができる。また、たとえ光学部品２３を設置後に光ファイバ配置部１２の表面１２ｓが荒れた状態であっても、表面の物性が変わるだけであり、部品設置用基板１０の厚みへの影響は殆どない。従って、光ファイバ固定用基板３０にＶ溝３５を正確に形成し、光ファイバ４０が固定された光ファイバ固定用基板３０を部品設置用基板１０に当接させることで、光学部品２３の端部２５と光ファイバ４０の端部４５とが、当接面に垂直な方向にずれることを抑制することができ、それぞれの基板の当接面に垂直な方向における光ファイバ４０のアライメントが完了する。このように、光ファイバ４０の位置をアライメントする方向のうち、少なくとも当接面に垂直な方向におけるアライメントを容易に行うことができるのである。従って、光の損失を抑制することができる光学装置１を容易に製造することができる。
　（第２実施形態）
　次に、本発明の第２実施形態について図８、図９を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
　図８は、本実施形態おいて部品設置用基板１０と光ファイバ固定用基板３０とが当接される様子を示す図である。図８に示すように、本実施形態の部品設置用基板１０は、光ファイバ配置部１２の表面１２ｓ上に一対のガイド５１が設けられる点において、第１実施形態の部品設置用基板１０と異なる。これらのガイド５１は、光ファイバ固定用基板３０が部品設置用基板１０上に配置された際に、光ファイバ固定用基板３０と部品設置用基板１０との当接面に平行な方向のうち、光ファイバ４０の長手方向に垂直な方向（図７のｙ方向）における光ファイバ固定用基板３０の動きを規制し、光ファイバ４０の長手方向に沿った方向（図７のｘ方向）の光ファイバ固定用基板３０の動きを非規制とする。
　これらガイド５１は、光ファイバ固定用基板３０の光ファイバ４０の長手方向に垂直な方向の幅と同じ間隔をあけて設けられている。従って、一対のガイド５１は、部品設置用基板１０上において、光ファイバ固定用基板３０の互いに対向する側面を挟み込むことにより、光ファイバ固定用基板３０の上記動きの規制を行う。このため、一対のガイド５１は、光ファイバ固定用基板３０が部品設置用基板１０上に配置された際に、光学部品２３の端部２５の軸と光ファイバ４０の端部４５の軸とが一致するように光ファイバ固定用基板３０が位置されるような位置に設けられる。
　このようなガイド５１を設けるには、第１実施形態の光学部品設置工程Ｐ１において、ガイドを形成すればよい。それぞれのガイド５１の形成は、光学部品２３を形成する薄膜工程において、光学部品２３と共に形成されることが好ましい。一般に薄膜の形成位置の制御性は大変優れている。従って、当該薄膜でガイド５１を形成すれば、ガイド５１をより正確な位置に形成することができる。特に、光学部品２３と共に形成することで、光学部品２３を形成する際に用いるマスク中にガイド５１を形成するためのパターンを設けることができ、光学部品２３をガイド５１との位置的相関性を適切にコントロールすることができるのである。
　そして、第１実施形態と同様に光ファイバ固定工程Ｐ２を行う。
　次に、第１実施形態と同様にして、当接工程Ｐ３を行う。ただし、本実施形態では、光ファイバ固定用基板３０がそれぞれのガイド５１で挟まれるように光ファイバ固定用基板３０を部品設置用基板１０上に配置する。
　図８は、本実施形態のアライメント工程を示す図である。第１実施形態では、第１アライメント工程Ｐ４と第２アライメント工程Ｐ５とを行ったが、本実施形態では、ガイド５１が適切な位置に形成されることで、第２アライメント工程が不要である。従って、図８に示すように光ファイバ固定用基板３０を光ファイバ４０の長手方向に沿って移動させることで、アライメント工程を行う。当該アライメント工程の具体的手法、第１実施形態の第１アライメント工程Ｐ４と同様である。
　次に光ファイバ固定用基板３０と部品設置用基板１０とを第１実施形態と同様に固定する。こうして本実施形態の光学装置を得る。
　本実施形態の光学装置の製造方法によれば、部品設置用基板１０に光ファイバ固定用基板３０を配置するだけで、部品設置用基板１０と光ファイバ固定用基板３０とに当接面に平行な方向のうち光ファイバの長手方向に垂直な方向のアライメントを行うことができる。従って、本実施形態の光学装置の製造方法によれば、部品設置用基板１０に光ファイバ固定用基板３０を配置するだけで、光ファイバの長手方向に垂直な２方向のアライメントを行うことができる。従って、本実施形態の光学装置の製造方法によれば、第１実施形態の光学装置の製造方法と比べて、より容易に光の損失を抑制することができる光学装置を製造することができる。
　なお、本実施形態では、ガイド５１を、光ファイバ固定用基板３０の互いに対向する側面を挟み込む位置に設置しているが、ガイド５１の位置はこれに限定されるものではない。例えば、光ファイバ固定用基板３０の表面３０ｓに、光ファイバ４０の長手方向に平行な方向に延在する均一な溝を形成し、これと嵌合するような位置、形状のガイドを光ファイバ配置部１２の表面１２ｓ上に設けても良い。
　また、ガイド５１は、更に光ファイバ４０の長手方向に沿った方向の光ファイバ固定用基板３０の動きを規制するように設けられても良い。
　また、ガイド５１は、光学部品設置工程Ｐ１とは別の薄膜工程により設けられても良く、さらに、薄膜により形成されず他の部材から形成されても良い。
　（第３実施形態）
　次に、本発明の第３実施形態について図１０を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
　図１０は、本実施形態おいて部品設置用基板１０と光ファイバ固定用基板３０とが当接される様子を示す図である。図１０に示すように、本実施形態の部品設置用基板１０は、光ファイバ配置部１２の表面１２ｓ上に一対のアライメントマーク５２が設けられる点において、第１実施形態の部品設置用基板１０と異なる。
　このアライメントマーク５２は、部品設置用基板１０となる基板上に予め設けられていることが好ましい。そして、当該アライメントマークの位置を基準にして、第１実施形態と同様に光学部品設置工程Ｐ１が行われれば、アライメントマーク５２と光学部品２３の端部２５との位置的関係を把握することができる。
　そして、第１実施形態と同様に光ファイバ固定工程Ｐ２を行う。
　次に、当接工程Ｐ３を行う。本実施形態の当接工程では、アライメントマーク５２に基づいて、光ファイバ固定用基板３０の位置を定めて、光ファイバ固定用基板３０を部品設置用基板１０上に配置する。上記のようにアライメントマーク５２の位置と光学部品２３の端部２５の位置の関係が把握できていれば、光ファイバ固定用基板３０を適切な位置に配置することができる。従って、第１実施形態の第１アライメント工程Ｐ４、第２アライメント工程Ｐ５を省略することができる。ただし、光ファイバ固定工程Ｐ２において、光ファイバ固定用基板３０に対する光ファイバ４０の端部４５の位置がずれる場合には、第１アライメント工程Ｐ４を行うことが好ましい。
　次に光ファイバ固定用基板３０と部品設置用基板１０とを第１実施形態と同様に固定する。こうして本実施形態の光学装置を得る。
　（第４実施形態）
　次に、本発明の第４実施形態について図１１を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
　図１１は、本実施形態の光学装置を図３と同じ視点で示す図である。図１１に示すように、本実施形態の光学装置１は、光ファイバ４０がコア４１を挟む一対の応力付与部４３を有する点において、第１実施形態の光学装置１と異なる。つまり、実施形態の光ファイバ４０は、偏波保持光ファイバの一種であるPANDA fiber（Polarization maintaining AND Absorption reducing fiber）とされる。応力付与部４３は、光ファイバ４０の製造時にコア４１に応力を付与する部位である。それぞれの応力付与部４３は、例えば、コアの直径よりも大きな直径とされ、コア４１から一定の距離離れた位置に設けられる。このような応力付与部４３を設けることにより、光ファイバ４０は単一偏波の光を偏波軸が維持されたまま伝搬することができる。従って、このような光ファイバ４０に入射する光も偏波保持光ファイバの応力付与部方向に偏波軸を整合、あるいは直行させた単一偏波の光とされる場合がある。このため導波路２２を出射し光ファイバ４０に入射、あるいは光ファイバ４０から出射し導波路２２に入射する光の偏波方向を整合させるために、光ファイバ４０の回転軸方向の位置を調整することが重要となる。
　本実施形態の光学装置１の製造方法では、第１実施形態と同様に光学部品設置工程Ｐ１を行う。また、本実施形態の光ファイバ固定工程Ｐ２では、導波路２２を出射し光ファイバ４０を伝搬に入射、あるいは光ファイバ４０から出射し導波路２２に入射する光の偏波方向が所望の方向となるように、光ファイバ４０の中心軸を基準とした光ファイバ４０の回転方向を調整する。この調整は、例えば光ファイバ４０の端部４５を視認しながら行う。例えば光ファイバ４０の端部４５をカメラ等で撮影してモニタを介して視認すればよい。また、光ファイバ４０の回転方向の調整は、光ファイバ４０をＶ溝３５に配置する前に行われることが、光ファイバ４０の視認等により調整を行いやすいため好ましい。ただし、当該調整は、光ファイバ４０をＶ溝３５に配置した後に行われても良く、光ファイバ４０をＶ溝３５に配置する際に行っても良い。
　次に、当接工程Ｐ３、第１アライメント工程Ｐ４、第２アライメント工程Ｐ５を第１実施形態と同様にして行い、本実施形態の光学装置を得る。
　（第５実施形態）
　次に、本発明の第５実施形態について図１２、図１３を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
　図１２は、本実施形態の光学装置を図３と同じ視点で示す図であり、図１３は、本実施形態の光学装置を図４と同じ視点で示す図である。本実施形態の光学装置１は、図１２に示すように、光ファイバ４０がコア４１を複数有するマルチコア光ファイバであり、図１３に示すように、部品設置用基板１０上の光学層２０に複数の導波路２２が形成される点において、第１実施形態の光学装置１と異なる。本実施形態の光ファイバ４０では、複数のコア４１が直線状に並んでいる。従って、部品設置用基板１０上の光学層２０に形成される複数の導波路２２は、光ファイバ４０の複数のコア４１と同数で同間隔とされる。このような光学装置１では、それぞれの導波路２２から出射する光が、光ファイバ４０のそれぞれのコア４１に入射する、或いは光ファイバ４０のそれぞれのコア４１から出射する光が、それぞれの導波路２２に入射することが重要である。
　本実施形態の光学装置１の製造方法の光学部品設置工程Ｐ１は、複数の導波路２２を形成する点において、第１実施形態の光学部品設置工程Ｐ１と異なる。本実施形態の本工程では、上記のように複数の導波路２２の間隔が光ファイバ４０の複数のコア４１と同数で同間隔となるように、それぞれの導波路２２を形成する。
　また、本実施形態の光ファイバ固定工程Ｐ２では、当接工程Ｐ３を行った後において光ファイバ４０の複数のコア４１の並び方向が光学層２０の複数の導波路２２の並び方向と同じになるように、光ファイバ４０の中心軸を基準とした光ファイバ４０の回転方向を調整する。この調整は、第４実施形態における調整と同様に行えばよい。なお、本実施形態でおいても、光ファイバ４０の回転方向の調整は、光ファイバ４０をＶ溝３５に配置する前に行われることが好ましいが、当該調整は、光ファイバ４０をＶ溝３５に配置した後に行われても良く、光ファイバ４０をＶ溝３５に配置する際に行っても良い。
　次に、当接工程Ｐ３、第１アライメント工程Ｐ４、第２アライメント工程Ｐ５を第１実施形態と同様にして行い、本実施形態の光学装置を得る。
　以上、本発明について、第１～第５実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
　例えば、上記実施形態では、光学部品２３が光素子層２１と導波路２２とからなるものとした。しかし本発明はこれに限らず、例えば、光学部品が導波路のみからなっても良く、或いは、光学部品が光の入射及び出射の少なくとも一方を行う端部を有する光素子層のみからなっていても良い。
　また、部品設置用基板１０に形成される溝１５や溝１６は不要であれば形成しなくても良い。
　以上説明したように、本発明の光学装置の製造方法によれば、光の損失を抑制することができる光学装置を容易に製造することができ、光通信機器や光計測機等の分野に利用することができる。
　１・・・光学装置
　１０・・・部品設置用基板
　１１・・・光学部品設置部
　１２・・・光ファイバ配置部
　２０・・・光学層
　２１・・・光素子層
　２２・・・導波路
　２３・・・光学部品
　３０・・・光ファイバ固定用基板
　３５・・・Ｖ溝
　４０・・・光ファイバ
　５１・・・ガイド
　５２・・・アライメントマーク
　Ｐ１・・・光学部品設置工程
　Ｐ２・・・光ファイバ固定工程
　Ｐ３・・・当接工程
　Ｐ４・・・第１アライメント工程
　Ｐ５・・・第２アライメント工程
 

Claims (12)

  1. 　部品設置用基板の一方の面上に光ファイバと光学的に接続されるべき端部を有する光学部品を薄膜工程を用いて設置する光学部品設置工程と、
    　光ファイバ固定用基板の一方の面側にＶ溝を形成し、当該Ｖ溝に前記光ファイバを固定する光ファイバ固定工程と、
    　前記光学部品が設けられた部品設置用基板の前記光学部品が設けられている側の表面の一部と、前記光ファイバ固定用基板の前記光ファイバが固定されている側の表面の少なくとも一部とを当接する当接工程と、
    を備える
    ことを特徴とする光学装置の製造方法。
  2. 　前記部品設置用基板には、前記光ファイバ固定用基板と前記部品設置用基板との当接面に平行な方向のうち前記光ファイバの長手方向に垂直な方向における前記光ファイバ設置用基板の動きを規制するガイドが形成される
    ことを特徴とする請求項１に記載の光学装置の製造方法。
  3. 　前記ガイドは、前記光ファイバ設置用基板の前記光ファイバの長手方向に沿った動きを非規制状態とする
    ことを特徴とする請求項２に記載の光学装置の製造方法。
  4. 　前記ガイドは、前記光学部品を設ける過程において形成される
    ことを特徴とする請求項２または３に記載の光学装置の製造方法。
  5. 　前記部品設置用基板には、アライメントマークが設けられ、
    　前記アライメントマークに基づいて、前記部品設置用基板と前記光ファイバ固定用基板との相対的な位置関係を定める
    ことを特徴とする請求項１に記載の光学装置の製造方法。
  6. 　前記光学部品の前記端部及び前記光ファイバの端部は共に視認可能な状態とされ、
    　前記当接工程後において、前記光学部品の前記端部と前記光ファイバの前記端部とを視認して、前記部品設置用基板と前記光ファイバ固定用基板との当接面に平行な方向のうち前記光ファイバの長手方向に垂直な方向の相対的な位置を調整するアライメント工程を更に備える
    ことを特徴とする請求項１に記載の光学装置の製造方法。
  7. 　前記光ファイバの前記端部が前記光ファイバ固定用基板から突出した状態で、前記光ファイバは固定される
    ことを特徴とする請求項６に記載の光学装置の製造方法。
  8. 　前記光ファイバ固定用基板は光透過性であり、前記光ファイバの前記端部を前記光ファイバ固定用基板を介して視認する
    ことを特徴とする請求項６に記載の光学装置の製造方法。
  9. 　前記光学部品の前記端部は視認可能な状態とされ、
    　前記光ファイバ固定用基板は光透過性であり、
    　前記当接工程後において、前記光学部品の前記端部と前記Ｖ溝のセンターラインとを視認して、前記部品設置用基板と前記光ファイバ固定用基板との当接面に平行で前記光ファイバの長手方向に垂直な方向の相対的な位置を調整するアライメント工程を更に備える
    ことを特徴とする請求項１に記載の光学装置の製造方法。
  10. 　前記部品設置用基板を平面視する場合における前記光ファイバが配置されるべき位置には、前記部品設置用基板と前記光ファイバ固定用基板とを当接した際に前記光ファイバが前記部品設置用基板に接触しないよう溝が形成される
    ことを特徴とする
    ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の光学装置の製造方法。
  11. 　前記固定工程において、前記光ファイバの中心軸を基準とした前記光ファイバの回転方向を調整する
    ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の光学装置の製造方法。
  12. 　前記光ファイバが偏波保持光ファイバ或いはマルチコア光ファイバである
    ことを特徴とする請求項１１に記載の光学装置の製造方法。
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